《精编》城市小区二次供水水质评价体系研究

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1、二次污染城市小区二次供水水质评价体系研究 1 摘要2 绪论3 实验条件及常规水质分析4 小区二次供水水质指标相关性分析5 小区生物稳定性预测模型研究6 小区水质评价预警系统开发7 改善小区二次供水水质措施8 结论 城市小区二次供水水质评价体系研究 摘要本文针对城市小区的水质状况进行了详细的调研 调研管段服役年限 居民的用水情况等 调查详细资料以便于我们开展监测点的布置和采样确定 在水质监测过程中我们主要选取了7个水质指标 PH 温度 浊度 余氯 TOC和BDOC 重点分析了7个指标随季节性变化规律 讨论了标波动的原因 利用这些水质指标建立相关的水质生物模型 建立了水质指标的相关性分析模型 用S

2、PSS软件进行统计分析 分析相关指标的相关性系数 得出两种水质指标的内在相关性 重点分析BDOC和浊度呈正相关性 BDOC和总铁呈现正相关性 BDOC和自由余氯呈现负相关性 建立有机污染内在相关性 建立了BDOC预测模型 采用多元线性回归模型和BP神经网络预测模型 用三层神经网络结构 25个神经元的网络结构进行预测 建立模型之后进行差分析 比较两种方法预测结果的精度 BP神经网络的准确度是93 42 线回归的准确度是82 93 这样能够比较预测方法优劣 便于我们选择预测精高的预测模型进行指导实践 以微软C 语言和SQLserver2008数据水质进行评价 开发出了水质评价的预警馈调节 便于我们

3、对水质的状况进行跟踪行全面的分析 解决二次供水污染问题在我们现实生活中具有重要的意义 本研究针对饮用水二次供水污染问题提出相关的对策 城市小区二次供水水质评价体系研究 绪论2006年12月29日最新颁布的 生活饮用水水质卫生规范 对我们工业生产和日常生活中的水质标准进行了明确规定 虽然给水处理厂的出水都符合了国家规定的卫生标准 但是饮用水在大中城市经过很长的管道才能到达用户 很多情况下水厂至用户给水管线长度可达几十千米 管网末梢的用户很多情况下水力停留时间在几十小时以上 这样饮用水在管道中和管道中物质发生了反应染日益严重 所以生活饮用水的二次污染也很严重 主要原因是水源的水即使经过常规工艺处理

4、 但是还是可能存在微量有机污染物 这一系列的有机物在给水管网输水过程中不可避免的发生物理化学等变化 最终的结果是导致水质恶化 在管道中形成了水质的二次污染 另一方面由于水中的有机物的存在和细菌大量的滋生 使得管网中的余氯浓度也迅速衰减 以至于很多管网末梢的余氯基本是零状态 所以解决二次供水水质污染的问题对我们生活和生产具有重要的意义 城市小区二次供水水质评价体系研究 1 7本文主要研究内容由于二次供水水质的影响因素极其复杂 所以本文重点研究如下方面 1 分析二次供水水质污染的原因 查阅资料 查找影响二次供水水质的主要水质指标 物理 化学和生物指标 分析每种指标在具体情况下对水质的影响 重点对管

5、网中的污染指标进行分析 2 建立统计分析模型 用SPSS软件首先进行相关性分析 分析水质指标的相关性 这样监测时候可以减少一些指标监测 降低了工作量 3 建立预测模型 对细菌的总数进行预测 主要采用回归模型 神经网络比较二个模型的预测结果准确度 同时对模型进行反复校核 最终用于指导实践 4 用C 语言和SQLserver2008数据库来开发了小区预警系统 这个系统主要要根据水质的监测信息及时评价水质状况 最终对水质问题故障点进行及时反馈 5 提出控制二次供水系统水质的保障方案 使用户水质指标达标 城市小区二次供水水质评价体系研究 论文研究步骤 城市小区二次供水水质评价体系研究 实验条件及常规水

6、质分析实验区域选择 包括地区 小区 本文选择东北城市某小区进行研究2 水样监测点位置的选择原则二泵站 二泵站出水口设立监测点 获取二次供水首要监测信息 以便于我们能够和管网末梢水质比较 初步判定管网中水质情况 管网末梢 管网末梢的监测能整体反映整个管网水质的重要信息 尤其是余氯的浓度 所以对管网末梢监测是控制整个管网的枢纽 管网末梢水质能够反映整个管网水质变化情况 其它节点 对水质要求较高 用水量较大 交叉管段等设立一系列节点3 试验中选择的监测指标选取了7项水质指标作为监测指标 温度 T PH 浊度 TUR 自由余氯 FRC 总铁 Fe 总有机碳 TOC 生物溶解性有机碳 BDOC 城市小区

7、二次供水水质评价体系研究 城市小区二次供水水质评价体系研究 实验条件及常规水质分析4 水样的采集与保存取样前先将水龙头打开到水流量最大5 8分钟 将积累在给水管道中的污染物放出 并且将水龙头用酒精灯灼烧2 3分钟 这样避免水龙头由于细菌等微生物的污染 影响生物指标测定的准确性 并将取样器用水龙头的水冲洗2 3次 取样瓶中的杂物冲出 之后根据分析测试所需体积进行取样 能及时分析的水样进行快速分析 不能及时分析的水样在4摄氏度下保存在冰箱中 5 管网水质指标监测数据主要讨论影响水质的相关一系列指标 针对每个指标的季节性周期变化规律进行分析 同时也对影响水质指标的主要因素进行讨论 分析影响二次供水水

8、质出问题的关键所在 这样我们能够对水质问题有清晰的认识 这样我们也能更好在后几章中建立模型来进一步分析 城市小区二次供水水质评价体系研究 城市小区二次供水水质评价体系研究 表中得出结论 给水管网中水温随着季节呈现周期变化 9月和10份的温度分别是18 2 和16 4 在12月和1月是冬季 温度分别是8 9 和8 所以明显冬季管网水温低 夏季水温较高 但是水温不是呈现明显的波动 本章小结讨论了温度 PH 浊度 自由余氯 铁 TOC和BDOC的变化规律 温度 伴随季节呈现周期性规律明显 9月和10月份的温度分别是18 2 和16 4 在12月和1月是冬季 温度分别是8 9 和8 pH 7个监测点之

9、间PH波动范围较小 PH在7 93 7 32之间 对生活饮用水一般指标不会有太大影响 浊度 管网水中的浊度随着季节性呈现周期性变化 9月温度较高 从监测点1 到监测点7 浊度从1 2NTU上升到1 6NTU 然而我们也能明显的看到 浊度在1月份7个监测点都保持在1NTU以下 自由余氯 在二泵站的入口处自由余氯含量最高是平均值0 18mg L左右 最大值是0 24mg L然而在管网末梢的自由余氯的浓度是平均值0 03mg L 总铁 温度高水中的铁的含量高 7号监测点在9月份铁的含量达到了0 42mg L 超过国家饮用水卫生标准的0 3mg L 9月份铁的平均值都在0 2mg L 含量也仍然较高然

10、而在1月份水温较低 水中铁的含量较低 基本都在0 2m L以下 有机碳 TOC在二泵站的入水口处值较高达到了6 25mg L 随着水在管网中流动 TOC逐渐降在管网末梢TOC的含量已经下降到4 25mg L 城市小区二次供水水质评价体系研究 小区二次供水水质指标相关性分析1 相关性基本原理对于取样本资料 观测p个变量为X1 X2 Xp其中n个取样品的数据资料矩阵是相关性分析是把p个样本变量整合成p个综合变量 即 城市小区二次供水水质评价体系研究 A叫系数矩阵 相关性分析的计算步骤 图3 1到图3 7 PH 温度 浊度 TOC 总铁 BDOC和余氯7个水质指标相关性图形表述 图3 7TOC和其它

11、指标的相关性由图3 1到3 7得到的结论是 温度和PH呈现正相关性 相关系数0 674 温度和BDOC 浊度 总铁 自由余氯和TOC呈现负相关 其中温度和自由余氯相关系数是 0 947 证明温度高自由余氯衰减速度快 在同等消毒效果情况下 高温消毒过程中比在温度低消耗更多的氯 所以指示水处理厂出水时候在夏季应该加大水中的自由余氯量 冬季可以适当的减少消毒剂余氯的量 BDOC和自由余氯相关系数是 0 723 自由余氯增加消毒效果好 细菌活动钝化 细菌分解有机污染物能力下降 所以TOC消耗的比较少 呈现明显的线性关系 浊度和铁呈现正相关性 相关系数是0 873 原因是铁的增加主要是由于铁细菌腐蚀管道

12、 管道中铁的含量增加 导致饮用水的浊度增加 另一方面细菌增加管道产生生长环 输水能力下降 对管道冲刷作用小 管道中水流速度小 导致水力停留时间长 管道中污染物淤积 水质指标的相关性分析3 5 1BDOC和浊度相关性分析图3 8得出结论是 管网中的BDOC和管网中水浊度呈现正相关性 在监测点4中BDOC和浊度的相关性最大 相关系数是0 629 而且在监测点6中的相关系数是0 442 也呈现显著相关 城市小区二次供水水质评价体系研究 水质指标的相关性分析图3 9中我们可以得出结论 管网水中铁的浓度和BDOC的浓度呈线性相关性 在7个监测点都能得到相同的结论 主要原因是管网中BDOC的值越高 说明管

13、网生物稳定性差 导致细菌的大量滋生 由BDOC和浊度图得出结论 细菌有了载体 消毒效果不佳 细菌大量活动的同时对管网造成腐蚀 腐蚀的结果是管网中铁的浓度增加 这样形成生长环之后 细菌在生长环中能够更好的生长 这样相互促进的关系使得管网腐蚀更加严重 结果用户可能接到黄色的或者红色的饮用水 城市小区二次供水水质评价体系研究 水质指标的相关性分析图3 10得到结论 7个监测点管网水中余氯和BDOC呈现负相关性 自由性余氯在管网末梢的含量低 BDOC的值就高 生物稳定性就差 在进水口由于余氯的含量高 BDOC的值就低 生物稳定性就较好 BDOC的值越高就是细菌活动性增强 证明余氯的含量低 由于消毒效果

14、不佳所导致的 在1号点 余氯和BDOC明显的线性相关 在中间的监测点主要是细菌和余氯双重结果控制 城市小区二次供水水质评价体系研究 小结 1 7个监测点的管网水中余氯和BDOC呈现负相关性 自由余氯在管网末梢的含量低 BDOC的值就高 生物稳定性就差 在进水口由于余氯的含量高 BDOC的值就低 生物稳定性就较好 BDOC的值越高就是细菌活动性增强 证明余氯的含量低 由于消毒效果不好所导致 BDOC和浊度的指标呈现明显的正相关 BDOC和管网水中铁浓度正相关 BDOC和管网水中余氯呈现负相关 2 1 是二泵站的入口点 温度和BDOC的相关系数是 0 582 温度和TOC的相关系数是 0 923 BDOC和自由余氯相关系数是 0 632 浊度和总铁的相关系数是 0 843 PH和自由余氯的相关系数是 0 711 3 7 是管网末梢 温度和BDOC的相关系数是 0 736 温度和TOC的相关系数是 889 BDOC和自由余氯相关系数是 0 543 浊度和总铁的相关系数是0 653 PH和自由余氯的相关系数是 0 810 城市小区二次供水水质评价体系研究 未完待续